PENGOLAHAN LIMBAH CAIR KERTAS DAN PULP DENGAN

MENGGUNAKAN AERASI DAN TEKANAN FILTER KARBON

AKTIF

(UTS PENCEGAHAN PENCEMARAN)

DISUSUN OLEH

MAHATHIR NUR MUHAMMAD

1407119411

TEKNIK KIMIA S1 2014

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS RIAU

2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan industri saat ini tidak hanya meningkatkan kesejahteraan

masyarakat saja, namun juga dapat menimbulkan eksternalitas negatif. Hal ini

disebabkan karena selain menghasilkan produk sebagai hasil akhir proses produksi,

kegiatan juga menghasilkan limbah sebagai sisa proses produksi. Limbah industri

akan berdampak negative bagi lingkungan jika tidak diolah dengan tepat karena

akan menimbulkan pencemaran lingkungan yang melewati daya dukung lingkungan

dapat menurunkan kualitas lingkungan dan selanjutnya dapat membahayakan

kehidupan dan kesehatan mahluk hidup.

Industri pulp dan kertas adalah salah satu jenis industri di Indonesia yang

berkembang baik secara kualitas maupun kuantitas untuk memenuhi kebutuhan

kertas dalam negeri dan kebutuhan ekspor. Industri pulp dan kertas adalah industri

yang menghasilkan bubur kertas (pulp) dan kertas yang menggunakan kayu sebagai

bahan utama proses produksi. Sebagai bahan penunjang dalam proses produksi juga

digunakan senyawa kimia sebagai pelarut ataupun pemutih seperti H2SO3. Larutan

H2SO3 digunakan dalam proses pembentukan bubur kertas dari kayu lapis (Vesilind

dan Peirce 1994).

Limbah Industri pulp dan kertas terdiri dari tiga fase yaitu fase cair, padat dan

gas. Limbah cair adalah air limbah yang dihasilkan dari proses pembuatan pulp dan

kertas yang menggunakan air sebagai pelarut bahan kimia atau untuk proses

pencucian. Sementara limbah padat berasal dari sisa atau residu pengolahan limbah

cair serta sisa kayu (chips) dari proses pengolahan kayu. Limbah gas berupa fly ash

dihasilkan pada proses boiler. Setiap fase limbah tersebut diolah diminimalisasi

konsentrasinya dengan berbagai metode pengolahan limbah.

Banyaknya kebutuhan air dalam proses, maka industri ini akan menghasilkan

limbah cair yang cukup besar pula. Limbah cair yang dikeluarkan dari industri pulp

dan kertas akan mengandung kontaminasi dari bahan baku produksi (kayu) dan

bahan-bahan kimia pembantu proses serta hasil dalam proses produksi. Dalam

menjalankan proses produksinya perusahaan ini menghasilkan limbah dengan

kadar pencemaran yang masih diatas ambang batas buangan limbah industri pulp

dan kertas.

Pencemaran air oleh industri pulp dan kertas dapat merugikan di bidang

ekonomi dan sosial, seperti adanya bahan-bahan pengotor pada perairan, sehingga

menyebabkan perairan tersebut tidak dapat dimanfaatkan untuk perikanan, tempat

rekreasi maupun untuk pemanfaatan yang lain. Di samping itu juga dapat

menghilangkan atau menurunkan sumber-sumber kehidupan seperti pada nelayan

dan sanitasi lingkungan khusus di badan air.

Bahan pencemar yang terdapat dalam limbah cair pulp dan kertas adalah sisa

bahan kimia yang dipakai pada proses pulping. Pulp yang dihasilkan dari proses

semacam ini hanya 40% dari total berat masa kayu, sedangkan sekitar 60 %

dikeluarkan sebagai limbah bahan organik terlarut atau air limbah (Fiedler et al.

1990). Beberapa bahan kimia yang digunakan pada proses pulp adalah NaCl,

Na2SO4, Na2CO3, Na2S, Sulfur, NaOH dan CaCO3.

Banyaknya bahan kimia yang digunakan pada saat proses pulp sehingga

banyak pula sisa bahan kimia yang terdapat dalam limbah cairnya. Bila limbah cair

tersebut langsung dibuang kebadan air, tentu merusak ekosistem yang ada di badan

tersebut. Dengan demikian perlu teknologi tepat guna untuk mengurangi bahan

pencemar dari industri pulp dan kertas.

1.2 Perumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh aerasi dan tekanan pompa terhadap pengolahan air

limbah pulp dan kertas ?

2. Bagaimana konsentrasi pH, TDS, NH3, dan COD dari limbah pulp dan kertas

sebelumdan setelah proses filterisasi ?

1.3 Ruang Lingkup

1. Menggunakan limbah pulp dan kertas yang berasal dari industri pulp dan

kertas didaerah Karawang.

2. Alat yang digunakan adalah prototype yang didalamnya terdapat arang

aktif.

3. Waktu aerasi yang digunakan ada 15, 30, 45 menit dengan tekanan 0, 20,

dan 40 Psi

4. Analisa terhadap parameter pH, TDS, NH3, dan COD.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengkaji pengaruh aerasi dan tekanan pompa terhadap pengolahan air

limbah pulp dan kertas.

2. Identifikasi konsentrasi pH, TDS, NH3, dan COD dari limbah pulp dan

kertas sebelum dan setelah proses filterisasi.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Bahan Pencemar Lingkungan

Pencemaran adalah peristiwa adanya penambahan bermacam-macam bahan

sebagai hasil dari aktivitas manusia ke dalam lingkungan yang biasanya

memberikan pengaruh berbahaya terhadap lingkungan (saeni M,S, 1989). Menurut

Odum (1971), pencemaran adalah perubahan-perubahan sifat fisik, kimia dan

biologi yang tidak dikehendaki pada udara, tanah dan air. Perubahan tersebut dapat

menimbulkan bahaya bagi kehidupan manusia atau spesies-spesies yang berguna,

proses-proses industri, tempat tinggal dan peninggalan budaya atau dapat merusak

sumber bahan mentah meliputi pencemaran kimiawi yang dapat berupa bahan-

bahan organic, mineral, zat-zat beracun, pencemaran biologis yang dapat

disebabkan oleh berkembang biaknya organisme makro yang berbahaya atau

gabungan dari kedua bahan pencemaran tersebut.Sedangkan yang disebut zat

pencemaran adalah zat yang mempunyai pengaruh penurunan nilai lingkungan.

Kontaminasi tidak digolongkan zat sebagai pencemar bila tidak menimbulkan

penurunan kualitas lingkungan (Saeni M.S 1989).

2.2. Industri Pulp dan Kertas

Secara garis besar sumber pencemaran yang dihasilkan oleh industri pulp dan

kertas ini dapat dibagi dalam du kelompok, yaitu dari proses pembuatan kertas.

Sedang proses pembuatan pulp dan proses pembuatan kertas tersebut adalah

sebagai berikut :

1. Proses Pembuatan Pulp

Bahan baku pembuatan pulp adalah kayu, sedangakan kertas bekas hanya

dikenakan proses penghancuran saja bersama air dengan menggunakan

pengaduk yang dilengkapi dengan pisau. Pada pembuatan pulp, kayu dengan

panjang kurang lebih 1,5-2,0m ditumpuk pada tempat penampungan kayu

selama sekitar 30 hari untuk proses pengeringan dan oksidasi getah kayu

secara alami. Selanjutnya kayu dibawa ke unit pembuatan serpihan kayu

(chip) yang dilakukan secara mekanik, kemudian dibawa ke unit pulping.

Secara garis besar proses pembuatan pulp adalah sebagai berikut:

a. Persiapan bahan baku yang meliputi pengulitan, penyerpihan dan

penimbunan.

b. Pembuatan pulp yang dilakukan melalui beberapa tahap, yaitu

pemasakan, penyaringan, pencucian, pemutihan (jika diperlukan) dan

pembersihan.

c. Pemulihan bahan kimia.

d. Pembuatan lembaran pulp dimesin pengering (jika pulp akan dibawa

keluar dari pabrik)

2. Proses pembuatan kertas

Proses pembuatan kertas secara garis besar terdiri dari:

a. Persiapan bahan baku. Tahap ini hanya dilakukan pada pabrik kertas

yang tidak memproduksi pulp sendiri yang meliputi tahapan

pembuburan lembaran pulp, pembersihan dan penghalusan pulp,

pelarutan bahan serta pencampuran bahan tambahan pembantu proses.

b. Pembentukan lembaran kertas dimesin kertas.

c. Pengeringan kertas.

2.3. Proses Produksi Pulp dan Kertas

Proses pembuatan kertas dapat dibagi menjadi tiga tahap utama yaitu

pembuatan pulp (pulping), persiapan stok dan pembuatan kertas. Proses Pulping

diawali dengan pemotongan kayu gelondongan menjadi potongan kayu kecil atau

chip pada mesin pemotong (chipper). Selanjutnya chip atau potongan kayu tersebut

dimasak (digesting) pada boiler. Proses digesting adalah proses penghancuran chips

dengan mengunakan panas yang dikontrol pada temperatur tertentu. Pada proses

ini dihasilkan polutan berupa fly ash atau partikel debu. Proses pemasakan ini

dilakukan secara kontinu agar dihasilkan kualitas pulp yang lebih baik dan seragam

(Lesmono, 2005).

Pada proses pulping secara kimia dengan basa, proses kraft, menggunakan

natrium hidroksida dan natrium sulfit untuk memecahkan ikatan serat selulosa

dengan senyawa organik lainnya dengan pemanasan 150 - 200°C. Pulp yang

dihasilkan dari proses semacam ini hanya 40% dari total berat masa kayu.

Sedangkan sekitar 60% dikeluarkan sebagai limbah bahan organik terlarut atau air

limbah (Fielder et al. 1990). Beberapa jenis bahan kimia yang digunakan pada

proses pulping PT. Indah Kiat Pulp dan Kertas Karawang, Riau berikut adalah

penggunaan bahan kimia per-ton pulp: NaCl sebanyak 77.055 kg, Na2SO4; 9.83 kg,

Na2CO3, 0.286 kg, Na2S; 0.003 kg, sulfur; 1.682 kg, NaOH; 7.476 kg dan CaCO3;

59.192 kg.

Persiapan stok adalah proses penghubung antara proses pembuatan pulp dan

proses pembuatan kertas. Pulp serat pendek disaring kemudian dibersihkan dan

dihaluskan. Sementara pulp serat panjang hanya dihaluskan saja. Selanjutnya kedua

jenis pulp tersebut dicampur pada wadah pencampur. Kemudian dibersihkan

dengan menggunakan bahan kimia seperti anti-foam dan anti septik. Setelah proses

pembersihan selesai dilanjutkan dengan proses penyaringan setelah itu stok siap

diproses menjadi kertas.

Sebelum dimasukkan ke dalam mesin kertas, pulp dilarutkan ke dalam air

sehingga membentuk larutan kental (slurry) agar dapat dipompa menuju mesin

kertas. Hasil olahan dari mesin kertas adalah kertas dalam bentuk lembaran. Pada

proses berikutnya, lembaran kertas akan melalui mesin press dan unit pengering

dengan menggunakan uap. Selanjutnya kertas akan digulung pada mesin calender

sehingga menghasilkan gulungan kertas. Setelah itu kertas dapat diolah sesuai

dengan kebutuhannya.

2.4. Limbah Pulp dan Kertas

Secara umum dapat dikatankan bahwa bahan mentah dalam industri pulp dan

kertas, akan diolah hingga menjadi produk yang diinginkan dan menghasilkan

bahan residu atau sisa dari proses produksi, yang selanjutnya disebut limbah

industri pulp dan kertas. Limbah industri pulp dan kertas terdiri dari tiga fase yaitu

limbah padat, cair dan partikel debu (fly ash). Ketiga jenis limbah tersebut harus

dikelola dengan cara yang tepat. Pengelolaan limbah bertujuan untuk mengurangi

kadar zat yang berlebihan, sehingga bahan yang dibuang ke lingkungan tidak

menyebabkan pencemaran lingkungan. Limbah cair diolah agar dihasilkan air

buangan yang memenuhi standart yang telah ditetapkan oleh pemerintah.

Pengelolaan limbah berupa partikel atau debu bertujuan agar dapat mengurangi

kadar debu di dalam emis gas yang dikeluarkan dari proses produksi. Limbah padat

dikelola dengan cara applikasi pada tanah.

2.5. Penanggulangan Pencemaran Limbah Industri

Karena pencemaran lingkungan mempunyai dampak yang sangat luas dan

sangat merugikan manusia, maka perlu diusahakan pengurangan pencemaran

lingkungan atau bila mungkin meniadakannya sama sekali menurut wardana (1995)

usaha untuk mengurangi dan menanggulangi pencemaran tersebut ada dua macam

cara utama, yaitu penanggulangan secara non teknis, dan penanggulangan secara

teknis. Melalui kedua cara penanggulangan tersebut diharapkan pencemaran

lingkungan akan jauh berkurang dan kualitas hidup manusia dapat lebih baik.

1. Penanggulangan secara Non Teknis.

Menurut Wardana (1995) yang disebutpenanggulangan non teknis disini,

yaitu suatu usaha untuk mengurangi dan menanggulangi pencemaran

lingkungan dengan caa menciptakan peraturan perundangan yang dapat

direncanakan, mengatur dan mengawasi segala macam bentuk kegiatan

industri dan teknologi sedemikian rupa sehingga tidak terjadi pencemaran

lingkungan. Peraturan perundangan yang dimaksud hendaknya dapat

memberikan gambaran secara jelas tentang kegiatan industri dan teknologi

yang akan dilaksanakan di suatu tempat yang antara lain :

a. Penyajian informasi lingkungan (PIL),

b. Analisis mengani dampak lingkungan (AMDAL),

c. Perencanaan kawasan kegiatan industri dan teknologi

d. Pengaturan dan pengawasan kegiatan,

e. Menanamkan perilaku disiplin.

2. Penanggulangan secara Teknis.

Menurut Wardana (1995) apabila suatu kegiatan berdasarkan kajian

AMDAL (analisis Mengenai Dampak Lingkungan) ternyata dapat diduga

bahwa kemungkinan akan timbul pencemaran lingkungan, maka langkah

berikutnya adalah memikirkan penanggulangannya secara teknis. Banyak

macam dan cara yang dapat ditempuh dalam penanggulangan secara teknis.

Adapun criteria yang digunakan dalam memilih dan menentukan cara yang

akan digunakan dalam penanggulangan secara teknis tergantung pada faktor

berikut :

a. Mengutamakan keselamatan lingkungan.

b. Teknologinya telah dikuasai.

c. Secara teknis dan ekonomis dapat dipertanggung-jawabkan (Wardana,

1995)

Berdasarkan kriteria tersebut diatas, diperoleh beberapa cara dalam hal

penanggulangan secara teknis, antara lain adalah sebagai berikut :

a. Mengubah proses,

b. Mengganti sumber energy,

c. Mengelola limbah

d. Menambah alat bantu.

Keempat macam cara penanggulangan secara teknis tersebut diatas dapat

berdiri sendiri-sendiri, atau bila dipandang perlu dapat pula dilakukan

bersama-sama, tergantung dari hasil kajian dan kondisi di lapangan

(Wardana, 1995).

2.6. Aerasi

Aerasi adalah proses pemasukan udara ke dalam air (AWWA,1984), contoh

yang sangatsederhana dan umum dapat dilihat pada air terjun atau aliran air yang

turbulen. Turbulensi tersebut akan membawa atau membuat air kontak dengan

udara dan melarutkannya kedalam air. Proses aerasi tersebut dapat menghilangkan

unsur-unsur pencemar atau mineral yang tidak diinginkan keberadaannya dalam

air. Untuk meningkatkan kelarutan oksigen atau udara kedalam air pada prinsifnya

dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:

1. Membuat air kontak dengan udara

Pada proses ini air diaduk sedemikian rupa atau diturbulensikan sehingga

butir-butir air terangkat ke udara dan permukaannya dapat kontak dengan

udara. Semakin banyak butiran yang dibentuk semakin luas permukaan yang

dapat dikontak dengan udara. Contoh buatan adalah pengadukan air secara

mekanis dengan putaran pengaduk yang cukup cepat (rpm) atau membuat air

terpancurkan (dibuatkan naik keatas dan dijatuhkan bebas).

2. Memasukkan udara atau oksigen kedalam air

Udara secara kontimu dimasukan kedalam air dengan tekanan melalui

material yang porous atau nosel. Macam-macam bentuk aerasi yaitu; (1) air

dikontakan ke udara, (2) udara masuk ke air, (3) kombinasi aerator.

Keberadaan air limbah di alam dapat mempengaruhi keadaan manusia baik

secara langsung maupun tidak langsung diantaranya menurut Djabu (1990)

adalah:

a. Pengaruh air limbah terhadap kesehatan

Lingkungan yang tidak sehat akibat tercemar air buangan dapat

menyebabkan gangguan kesehatan masyarakat. Air buangan dapat menjadi

media tempat berkembangnya mikroorganisme patogen larva nyamuk

ataupun serangga lainnya yang menjadi media transmisi penyakit,

terutama penyakit-penyakit yang penurannya melalui air yang tercemar

seperti kholera, typhus abdominalis, dicentri baciler dan sebagainya. Bahan

kimia juga dapat menimbulkan gangguan kesehatan baik melalui minuman

maupun makanan. Jenis bahan kimia yang dapat menimbulkan gangguan

kesehatan antara lain Cadmium, Pb, Merkuri, Chrom, Cobalt, Cyanida,

Hidrokarbon, Minyak dan lemak, nikel, Arsen, seng dan Tembaga.

b. Pengaruh air limbah terhadap lingkungan

Pencemaran badan-badan air menimbulkan masalah teknis, biologis,

bakteriologis dan estetika dengan berbagai tingkat tergantung keadaan

pencemarnya. Flora dan fauna aquatis akan mempengaruhi pencemaran

tanah yang makin meluas baik oleh kotoran padat maupun cairan

penyebab masyarakat dapat terkena infeksi dan infestasi cacing. Depkes

(1975) pencemaran oleh zat kimia makin hebat lebih-lebih dengan

ditemukanya zat-zat sinthetis tiap tahun untuk penggunaan domestik,

pertanian dan industi zat-zat beracun dapat menggagu ekosistem apabila

berkumpul pada organisme aquatis yang dimakan manusia.

c. Pengaruh limbah terhadap sosial ekonomi

Lingkungan hidup manusia sangat mempengaruhi bukan hanya

kesehatan fisik saja tetapi juga kesehatan mental dan sosial pada manusia.

Kesehatan lingkungan yang buruk menyebabkan perasaan yang tidak

nyaman dan tidak menyenangkan. Sebagai akibatnya kesehatan manusia

terganggu dan menjadi kurang produktif.

2.7. Arang Aktif

Arang aktif atau karbon aktif adalah karbon yang diproses sedemikian rupa

sehingga mempunyai daya serap yang tinggi. Bahan dasar yang digunakan untuk

pembuatan karbon aktif yaitu sekam padi, bagasse, serbuk gergaji, tempurung

kelapa dan lain-lain.

Karbon aktif terdiri dari lempengan-lempengan datar yang atom C-nya terikat

secara kuat dalam satu sisi heksagon. Lempengan-lempengan ini bertumpuk

membentuk kristal dengan sisa hidrokarbon yang tertinggal di permukaannya.

Dengan menghilangkan hidrokarbon, permukaannya menjadi aktif. Aktivitas dapat

mengubah daya serap yang rendah menjadi tinggi.

Proses pembuatan arang aktif dapat dibagi menjadi dua tingkatan proses yaitu

karbonisasi (pengarangan) dan aktivitas karbon. Menurut Fardiaz (1992) karbon

aktif yang sekarang banyak digunakan untuk pengolahan limbah cair industri dapat

berbentuk butiran (granular) atau berbentuk bubuk (tepung). Karbon aktif

berbentuk granular dapat diaktifkan kembali untuk digunakan selanjutnya, yaitu

dengan cara memanaskan di dalam pembakar ganda, selama reaktivasi terjadi

kehilangan karbon sebanyak kira-kira 5%. Karbon berbentuk granular dapat dicuci

sedangkan yang berbentuk bubuk (amorf) tidak dapat dicuci sehingga sulit untuk di

regenerasi (Sugiharto, 1987).

Penggunaan karbon aktif berbentuk bubuk dapat dilakukan dengan cara

menaburkan bubuk ini ke dalam saluran yang berasal dari pengolahan biologis.

Pengkontakan ini biasanya dilakukan pada bak tertentu, setelah bubuk tercampur

dengan adanya gaya berat akan mengendap dengan membawa partikel terlarut dan

partikel tercampur. Untuk lebih mempercepat pengendapan dapat juga dibantu

dengan penambahan zat pembantu pengendap. Agar karbon aktif menjadi lebih

ekonomis, maka dapat dipergunakan kembali setelah dipakai dengan cara

melakukan oksidasi pada tekanan tinggi. Pada proses regenerasi ini biasanya akan

hancur sebanyak 5-10%, ukuran partikel 230 mesh serta luas permukaan 1000-

2000 m2/gram dan mempunyai jari1jari antara 20130 mikron (Sugiarto, 1987).

2.8. Filterisasi

Filtrasi atau penyaringan adalah proses penjernihan air dimana air yang

diolah dilewatkan melalui substansi yang berporous. Menurut Huisman (970)

selama dalam proses atau lewat saringan kualitas air akan menjadi baik yaitu dalam

hal (1) kandungan koloidal yang tersuspensi, (2) Menurunnya kandungan Bakteri

dan organisme lain serta (3) perubahan kandungan parameter kimia. Dalam

penggunaanya filtrasi menggunakan bahan-bahan yang stabil seperti pasir, pecahan

batu, gelas dan arang aktif.

2.9. Mekanisme Penyaringan/Filtrasi

Pengurangan partikel kotoran secara keseluruhan dengan proses filtrasi

adalah akibat berbagai penomena dan yang penting yaitu:

1. Penyaringan/pengayakan secara mekanik (straining)

Menyaring kotoran yang melalui celah antara butiran-butiran pasir

tertahan pada permukaan saringan. Saringan dengan ukuran partikel 0,4 mm

akan memberikan ruang celah berdiameter 60 µm, sehingga tidak dapat

menahan partikel koloidal (0,001 – 0,1 µm), bakteri (1-10 µm) atau juga flok

dari besi atau alumunium (20 – 50 µm).

2. Pengendapan

Dalam proses pengendapan partikel-partikel yang lebih halus dari celah

akan jatuh pada permukaan butiran pasir, seperti halnya pengendapan dalam

bak. Pada tangki pengendapan proses pengendapan terjadi di dasar tangki.

Suatu saringan dengan pore space ( ) maka setiap satu m3 saringan butiran-ρbutiran bulat berdiameter (d) akan mempunyai luas permukaan secara kasar

6 (1−ρ )m2

d

Porositas ( ) 0,4 dan diameter butiran 0,8 mm akan mempunyai luas areaρ

permukaan tidak kurang dari 4500 m2 per m3 saringan atau luas 5400 m2

per m3 saringan yang tebalnya 1,2 m. Walaupun hanya sebagian luas

permukaan yang efektif tetapi luas area pengendapan per m2 saringan bisa

dikatakan sebesar 300 m2. Sehingga surface loading sebagian hasil

perhitungan jumlah air yang akan diolah dengan luas area pengendapan

menjadi sangat kecil. Bila Filtrasi rate 5,4 m/jam surface loading (s) tak lebih

dari 0,018 m/jam.

3. Adsorpsi

Sistem Adsorpsi adalah suatu sistem yang memanfaatkan kemampuan zat

padat untuk menyerap suatu zat yang spesifik dan penyerapan itu hanya

terbatas pada permukaan. Hal terjadi karena adanya gaya tarik menarik dari

atom-atom atau molekul-molekul pada lapisan bagian luar zat padat. Sistem

adsorpsi ini terjadi dengan cara mengkontakan larutan/campuran yang

hendak dipisahkan dengan fase yang tidak dapat larut yaitu zat padat yang

mempunyai kemampuan menyerap (adsorben). Proses ini adalah proses

adsorpsi secara fisika, yaitu proses terkonsentrasinya moleku-molekul

adsorbat (zat yang akan diserap) dalam air (misalnya zat organik/anorganik

dan lain-lain) ke permukaan karbon aktif oleh karena adanya gaya tarik-

menarik antara molekul karbon aktif dengan molekul-molekul adsorbat yang

ada dalam larutan. Adsorpsi adalah peristiwa paling penting dalam saringan

cepat yang berpengaruh terhadap kotoran koloidal dan molekul disolved.

Tenaga adsorpsi hanya mampu bekerja pada jarak pendk dan tidak lebih dari

0,01 – 1 µm. Pada permukaan butiran saringan terdapat lapisan film. Tebalnya

saringan tidak lebih dari 90 mm bila suatu saringan dengan butiran material

0,8 mm porositas 40% dan 0,4 ruang per m3 saringan dengan luasӨ

permukaan material 4500 m2.

4. Proses kimia

Proses kimia terjadi terhadap kotoran-kotoran yang larut dalam air yang

kemudian dihancurkan menjadi bentuk atau susunan lebih sederhana, kurang

berbahaya atau diubah bentuk menjadi bahan yang tidak larut, yang kemudian

bisa terpisah dari air setelah pengendapan, tersaring atau

5. Aktifitas biologi

Mikroorganisme yang hidup dipermukaan butiran-butiran saringan terus

mempertahankan hidupnya. Maka untuk kelangsungan hidupnya mereka

memerlukan makanan yang diperoleh dari bahan-bahan organik dan nutrisi

yang melewatinya. Makanan diperlukan untuk proses kehidupan serta untuk

pertumbuhannya dengan mengubah kotoran laut dan koloidal menjadi benda

hidup. Tingkat perbandingannya sebagai berikut:

Ammonia→ Nitrat → Nitrit dan menjadi Air, CO2 dan lain-lain mineral yang

keluar lewat effuen.

Dengan terbatasnya jumlah makanan yang dibawa oleh air baku, maka

sejumlah bakteri tertentu dapat hidup dan tumbuh bahkan sebagian jumlah

lagi akan mati. Sebagian bakteri akan terkuras pada saat backwashing dan

sebagian mati dalam saringan. Sedangkan bahan organik yang dapat dicerna

atau dihancurkan akan diubah bentuk menjadi mineral. Air baku yang diolah

tidak hanya berbahaya dan berguna bagi saringan, tetapi juga mengandung

E.coli dan bakteri pathogen. Sebagian organisme ini akan dipindah dari air

baku kebutiran pasir/saringan melalui proses straining, sedimentasi dan

adsorpsi, serta sebagian bakteri akan lewat dari penyaringan. Dengan

demikian saringan pasir cepat tidak dapat menghasilkan air yang aman

sebagai air minum ditinjau dari segi bakteriologi.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Jenis Penelitian

Jenis penelitian bersifat eksperimen dan observasi dengan tujuan mengetahui

pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa.Waktu aerasi yang digunakan adalah 15,

30 dan 45 menit sedangkan tekanan pompa 0,20 dan 40 Psi. Model matematika

rancangan percobaan Ral dengan 2 kali ulangan yang digunakan adalah sebagai

berikut (Mattjik dan Sumertajaya):

Y(ijk)t = +Ci+Nj+ (CN)ij +μ εijk

3.2. Analisis

Analisis yang dilakukan dilabotorium adalah analisa dari parameter pH, TDS,

NH3, COD dari masing-masing perlakuan penelitian antara perlakuan waktu aerasi

dengan tekanan pompa.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil penelitian terhadap perlakuan waktu aerasi 15, 30 dan 45 menit dan

tekanan pompa 0,20 dan 40 Psi terhadap pulp dan kertas disajikan dalam bentuk

tabel, grafik untuk masing-masing parameter yang dianalisis yaitu NH3, pH, TDS dan

COD.

Pengaruh Waktu Aerasi dan Tekanan Pompa Terhadap paremeter NH3

Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap paremeter

NH3 dapat dilihata pada tabel 1 dan Gambar 1 dapat dilihat hasil analisis NH3

limbah pulp dan kertas setelah proses filterisasi dengan karbon aktif dengan

perlakuan waktu aerasi dan dan tekanan pompa cendrung kandungan NH3

menurun dari semua perlakuan. Pada perlakukan awal (A) NH3 pulp dan kertas

sebesar 1,73 mg/l setelah proses filterisasi dengan karbon aktif yang

diberiperlakuan aerasi selama 15 menit dan tanpa tekanan pompa kandungan NH3

menurun menjadi 1,4 mg/l dengan penurunan sebesar 19%.

Perlakuan filterisasi dengan tanpa tekanan pompa dengan waktu aerasi 30

mennit menjadi 1,55 mg/l dengan prosentasi penurunan sebesar 33%. Sedangkan

pada waktu aerasi 45 tanpa tekanan pompa kandungan NH3 sebesar 0,67 mg/l

dengan penurunan kandungan NH3 sebesar 56%. filterisasi dengan karbon aktif

yang diberi perlakuan aerasi selama 15 menit dan tekanan pompa 20 Psi kandungan

NH3 menurun menjadi 43,93 mg/l dengan penurunan sebesar 56%. Perlakuan

filterisasi dengan tekanan pompa 20 Psi dengan waktu aerasi 30 menit menjadi

0,745 mg/l dengan prosentasi penurunan sebesar 56%. Sedangkan pada waktu

aerasi 45 dengan tekanan pompa 20 psi kandungan NH3 sebesar 0,58 mg/l dengan

penurunan kandungan NH3 sebesar 66%. filterisasi dengan karbon aktif yang diberi

perlakuan aerasi selama 15 menit dan tekanan pompa 40 Psi kandungan NH3

menurun menjadi 0,79 mg/l dengan penurunan sebesar 54%. Perlakuan filterisasi

dengan tekanan pompa 40 Psi dengan waktu aerasi 30 menit menjadi 0,8 mg/l

dengan prosentasi penurunan sebesar 55%. Sedangkan pada waktu aerasi 45

dengan tekanan pompa 40 psi kandungan NH3sebesar 0.575 mg/l dengan

penurunan kandungan NH3sebesar 67%. Peosentasi penurunan kandungan NH3

yang terbesar adalah pada perlakuan filterisasi pada tekanan 40 Psi dengan waktu

aerasi 45 menit sedangkan prosentase penurunan NH3 terendah terjadi pada

perlakuan filterisasi tanpa tekanan dan waktu aersi 15 menit. Hal ini menunjukan

bahwa durasi waktu aerasi dan besaran tekanan pompa mempengaruh nilai NH3.

Menurut Suprihatin (2000) hal ini disebabkan tekanan pompa pada permukaan

filter sehingga banyak partikel yang terakumulasi.

Tabel 1. Hasil analisis Pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap

paremeter NH3 pulp dan kertas

Gambar 1. Grafik Pengaruh waktu aerasi dan tekananpompa terhadap paremeter

NH3

Hasil Analisis sidik ragam menujukan bahwa dari setiap perlakuan terhadap

parameter NH3 tidak ada perbedaan atau tidak signifikan. Hasil analisi

s sidik ragam dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2 Hasil uji varian pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap

paremeter NH3

Pengaruh Waktu Aerasi dan Tekanan Pompa Terhadap paremeter pH

Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap paremeter

pH dapat dilihata pada tabel 3 dan Gambar 2 dapat dilihat hasil analisis pH limbah

pulp dan kertas setelah proses filterisasi dengan karbon aktif dengan perlakuan

waktu aerasi dan dan tekanan pompa kaandungan pH air limbah tidak dipen

garuh oleh waktu aerasi maupun tekanan poma yang diberikan. Ph limbah pulp dan

kertas rata netral (pH 7). Hal ini disebabkan pada proses filterisasi tidak

menambahkan bahan kimia dan tidak adanya proses koagulasi maupun disinfeksi

pada proses tersebut. Jika ada perubahan penurunan nilai pH biasanya

persentasenya kecil yang disebabkan oleh aktifitas mikroorganisme aerob yang

dapat hidup pada kondisi tersebut. Penurun pH terbesar terjadi pada perlakuan

aerasi selama 30 menit dan filterasi dari pasir silika danarang aktif yaitu sebesar

0,086%. Begitu pula mendapat Darpito (1999) yang menyatakan bahwa pH air

minum dipengaruhi oleh proses kimia untuk koagulan, disinfeksi dan pelun

akan air.

Tabel 3. Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap

paremeter pH pulp dan kertas

Gambar 2. Grafik pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap parameter

pH

Pengaruh Waktu Aerasi dan Tekanan Pompa Terhadap paremeter TDS

Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap paremeter

TDS dapat dilihata pada tabel 4 dan Gambar 3 dapat dilihat hasil analisis TDS limbah

pulp dan kertas setelah proses filterisasi dengan karbon aktif dengan perlakuan

waktu aerasi dan dan tekanan pompa cendrung kandungan TDS menurun

darisemua perlakuan. perlakukan awal (A) TDS pulp dan kertas sebesar 684 mg/l

setelah proses filterisasi dengan karbon aktif yang diberi perlakuan aerasi selama

15 menit dan tanpa tekanan pompa kandungan TDS menurun menjadi 680 mg/l

dengan penurunan sebesar 0,58%. Perlakuan filterisasi dengan tanpa tekanan

pompa dengan waktuaerasi 30 mennit menjadi 655 mg/l dengan prosentasi

penurunan sebesar 4,24%. Sedangkan pada waktu aerasi 45 tanpa tekanan pompa

kandungan TDS sebesar 655,5 mg/l dengan penurunan kandungan TDS sebesar

7,75%. filterisasi dengan karbon aktif yang diberi perlakuan aerasi selama 15 menit

dan tekanan pompa 20 Psi kandungan TDS menurun menjadi 631 mg/l dengan

penurunan sebesar 7,75%. Perlakuan filterisasi dengan tekanan pompa 20 Psi

dengan waktu aerasi 30 menit menjadi 6,20 mg/l dengan prosentasi penurunan

sebesar 9,36%. Sedangkan pada waktu aerasi 45 dengan tekanan pompa 20

psikandungan TDS sebesar 574 mg/l dengan penurunan kandungan TDS sebesar

16,08%. Filterisasi dengan karbon aktif yang diberi perlakuan aerasi selama 15

menit dan tekanan pompa 40 Psi kandungan TDS menurun menjadi 737 mg/l

dengan penurunan sebesar 21,39%. Perlakuan filterisasi dengan tekanan pompa 40

Psi dengan waktu aerasi 30 menit menjadi 524 mg/l dengan prosentasi penurunan

sebesar 23,39%. Sedangkan pada waktu aerasi 45 dengan tekanan pompa 40 psi

kandungan TDS sebesar 511,5 mg/l dengan penurunan kandungan TDSsebesar

25,2%. Peosentasi penurunan kandungan TDS yang terbesar adalah pada perlakuan

filterisasi pada tekanan 40 Psi dengan waktu aerasi 45 menit sedangkan prosentase

penurunan TDS terendah terjadi pada perlakuan filterisasi tanpa tekanan dan waktu

aersi 15 menit. Hal ini menunjukan bahwa durasi waktu aerasi dan besaran tekanan

pompa mempengaruh nilai TDS.Herlambang (2000) kandungan TSD yang tinggi

akan mengganggu kelangsungan proses karena penyumbatan dalam penyaringan,

pompa, pipa pembawa dan inlet.

Tabel 4. Hasil analisis pengaruh waktu dan tekanan pompa terhadap parameter TDS

pulp dan kertas

Gambar 3. Grafik penagruh waktu aerasi dan tekanan pompa tehadap parameter

TDS

Hasil analisi sidik ragam menunjukkan bahwa dari setiap perlauan terhadap

parameter TDS tidak ada perbedaan atau tidak signifikan. Hasil analisis sidik ragam

dapat dilihat pada tabel 5.

Tabel 5. Hasil uji varian pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap

parameter TDS pulp dan kertas

Pengaruh Waktu Aerasi dan Tekanan Pompa Terhadap paremeter COD

Chemical oxygen demand (COD) atau kebutuhan oxygen kimia adalah jumlah

oxygen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat zat organis yang ada dalam sampel

air dimana pengoksidasi kalium bromida (K2Cr2O7) digunakan sebagai sumber

oksigen (Urich,2003).

Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat zat organis dan

anorganis yang secara alamiah dapat dioksidasi yang mengakibatkan berkurangnya

oksigen terlarut dalam air. Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa

terhadap paremeter COD dapat dilihata pada tabel 6 dan Gambar 4 dapat dilihat

hasil analisis COD limbah pulp dan kertas setelah proses filterisasi dengan karbon

aktif dengan perlakuan waktu aerasi dan dan tekanan pompa cendrung kandungan

COD menurun dari semua perlakuan. Pada perlakukan awal (A) COD pulp dan kertas

sebesar 393 mg/l setelah proses filterisasi dengan karbon aktif yang diberi

perlakuan aerasi selama 15 menit dan tanpa tekanan pompa kandungan COD

menurun menjadi 287,5 mg/l dengan penurunan sebesar 27,21%. Perlakuan

filterisasi dengan tanpa tekanan pompa dengan waktu aerasi 30 mennit menjadi

242 mg/l dengan prosentasi penurunan sebesar 38,73%. Sedangkan pada waktu

aerasi 45 tanpa tekanan pompa kandungan COD sebesar 237 mg/l dengan

penurunan kandungan COD sebesar 42,53%. filterisasi dengan karbon aktif yang

diberi perlakuan aerasi selama 15 menit dan tekanan pompa 20 Psi kandungan COD

menurun menjadi 237 mg/l dengan penurunan sebesar 42,53%. Perlakuan

filterisasi dengan tekanan pompa 20 Psi dengan waktu aerasi 30 menit menjadi 186

mg/l dengan prosentasi penurunan sebesar 52,91%. Sedangkan pada waktu aerasi

45 dengan tekanan pompa 20 psi kandungan COD sebesar 162 mg/l

denganpenurunan kandungan COD sebesar 58,99%. filterisasi dengan karbon aktif

yang diberi perlakuan aerasi selama 15 menit dan tekanan pompa 40 Psi kandungan

COD menurun menjadi 156,5 mg/l dengan penurunan sebesar 60,38%. Perlakuan

filterisasi dengan tekanan pompa 40 Psi dengan waktu aerasi 30 menit menjadi

132,5 mg/l dengan prosentasi penurunan sebesar 66,46%. Sedangkan padawaktu

aerasi 45 dengan tekanan pompa 40 psi kandungan COD sebesar 105 mg/l dengan

penurunan kandungan NH3 sebesar 73,42 %. Peosentasi penurunan kandungan

COD yang terbesar adalah pada perlakuan filterisasi pada tekanan 40 Psi dengan wa

ktu aerasi 45 menit sedangkan prosentase penurunan COD terendah terjadi pada

perlakuan filterisasi tanpa tekanan dan waktu aersi 15 menit. Hal ini menunjukan

bahwa durasi waktu aerasi dan besaran tekanan pompa mempengaruh nilai COD.

Hal ini disebabkan oleh proses aerasi, dimana proses aerasi dapat menyebabkan

kenaikan jumlah oksigen terlarut dalam air yang digunakan untuk mengoksidasi

unsur pencemar zat zat organis dan anorganis yang terdapat dalam air limbah

domestik, dengan bertambahnya jumlah oksigen terlarut maka proses

pengoksiadasian dapat menjadi lebih baik. Selain itu proses aerasi jumlah pertikal

zat organis tersuspensi pada air limbah yang telah dilewatkan filter karbon

aktif sudah berkurang konsentrasinya karena diikat oleh gaya absorpsi fisik atau

gaya van der waals dari karbon aktif tersebut (Meryam Muwarni, 1999) sedangkan

menurut (Joseph, 1991) hal ini dapat disebabkan terjadinya proses oksidasi

senyawa kimia yang terdapat dalam air limbah terutama bila menggunakan filter

arang aktif.

Tabel 6. Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap

paremeter COD pulp dan kertas

Gambar 4. Grafik pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap parameter

COD pulp dan kertas

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian ini adalah:

1. Waktu aerasi dan tekanan pompa mempengaruhi prosentasi penurunan

parameter TDS hingga 25,22%, NH3 hingga 66,76%, dan COD hingga

73,42% dari limbah pulp dan kertas.

2. pH sebelum dan setelah di proses berada di pH netral sedangkan TDS dari

684 mg/l hingga 511,5 mg/l, NH3 dari 1,73 mg/l hingga 0,79 mg/l, COD

dari 395 hingga mg/l hingga 105 mg/l

5.2. Saran

Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya diberikan waktu sirkulasi dalam

proses filterisasi diatas 10 menit sehingga hasilnya akan lebih terlihat antar

perlakuan.

Daftar Pustaka

Azwar. Azrul. 1986. Pengantar Ilmu Kesehatan Lingkungan. Mutiara Sumber Widya.

Jakarta.

Benfield dan Randall. 1980. Biological Process Design For Waste Water Treatment.

Virginia Polytecnic Institute and State University. New York.

Darpito, Hening. 1999. Kualitas Air Dalam Teknik Penyehatan.Unit Peminatan

Teknik Penyehatan. Jakarta

Departemen Kesehatan Republic Indonesia. 1975. Pembuangan Air Kotor (Disposal

Of Community Waste Water) Terjemahan (Jakarta Depkes R.I)

Djabu. U. 1990. Pedoman Bidang Studi Pembuangan Tinja dan Air Limbah.

PUSDIKNAKES. Jakarta.

Djajadiningrat. 1992. Pengendalian Pencemaran Limbah Industri. Jurusan Teknik

Lingkngan. ITB. Bandung.

Fiedler, H., O. Hutzinger, and C.W. Timms.1990 Dioxines; sources of environmental

load and human exposure.Toxicol. Environ. Chem. 29:1571234.

Herlambang. 2000. Teknologi Pengolahan Air Limbah secara Aerob (Kajian Asfek

Pemilihan Teknologi). Bahan Pelatihan Teknologi Pengolahan Air Limbah Cair.

BPPT. Jakarta.

Lesmono, T. 2005. Kajian Pemanfaatan Limbah Sludge IPAL Industri Pulp dan Kertas

sebagai Pupuk Tanaman.[Thesis]. Program Pascasarjana, Institut Pertanian

Bogor.

Mattjik, A.A dan M. Sumertajaya.2000. Perancangan Percobaan Dengan Aplikasi SAS

dan Minitab. IPB Press, Bogor.

Meryam Muwarni, 1999. Efektifitas Karbon bubuk untuk mengabsorpsi untuk logam

Fe dan Zn. UI.

Saeni M.S. 1989. Kimia Lingkungan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan,

Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Pusat Antar UniversitasIlmu Hayat IPB.

Bogor.

Sugiharto. 1987. Dasar1dasar Pengolahan Air limbah. Universitas Indonesia. Jakarta.

Vesilind.P.A., and J.J. Peirce. 1994. EnvironmentalEngineering. Buttenwo Heinemam.

USA.

Wardana W.A, 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan. Andi Offset. Yogyakarta.